Förstärkning är en process för att öka signalstyrkan genom att öka amplituden för en given signal utan att ändra dess egenskaper. En RC-kopplad förstärkare är en del av en flerstegsförstärkare där olika steg av förstärkare är anslutna med en kombination av ett motstånd och en kondensator. En förstärkarkrets är en av grundläggande kretsar inom elektronik.

En förstärkare som är helt baserad på transistorn är i grunden känd som en transistorförstärkare. Ingångssignalen kan vara en strömsignal, spänningssignal eller en effektsignal. En förstärkare förstärker signalen utan att ändra dess egenskaper och utgången kommer att vara en modifierad version av insignalen. Tillämpningar av förstärkare är inom ett brett spektrum. De används främst i ljud- och videoinstrument, kommunikation, styrenheter etc.

Single Stage Common Emitter Amplifier:

Kretsschemat för en enstegs vanlig emittertransistorförstärkare visas nedan:

Enstegs gemensam sändare RC-kopplad förstärkare

“utgångsspänning för helvågslikriktare ”

Kretsförklaring

En enstegs vanlig emitter RC-kopplad förstärkare är en enkel och elementär förstärkarkrets. Huvudsyftet med denna krets är förförstärkning, det vill säga att svaga signaler blir starkare nog för ytterligare förstärkning. Om den är konstruerad korrekt kan den här RC-kopplade förstärkaren ge utmärkta signalegenskaper.

Kondensatorn Cin vid ingången fungerar som ett filter som används för att blockera likspänningen och tillåta endast växelspänning till transistorn. Om någon extern likspänning når basen på transistorn kommer den att förändra förspänningsförhållandena och påverka förstärkarens prestanda.

R1- och R2-motstånd används för att tillhandahålla korrekt förspänning av den bipolära transistorn. R1 och R2 bildar ett förspänningsnätverk som ger nödvändig basspänning för att driva transistorns inaktiva region.

Regionen mellan den avskurna och mättnadsregionen är känd som den aktiva regionen. Regionen där den bipolära transistordriften är helt avstängd är känd som ett avskärningsområde och regionen där transistorn är helt påslagen är känd som mättningsregion.

Motstånd Rc och Re används för att släppa spänningen för Vcc. Motstånd Rc är ett kollektormotstånd och Re är emittermotstånd. Båda är valda på ett sådant sätt att båda ska sänka Vcc-spänningen med 50% i ovanstående krets. Emitterkondensatorn Ce och emittermotståndet Återger negativ feedback för att göra kretsdriften mer stabil.

Tvåstegs vanlig emitterförstärkare:

Kretsen nedan representerar den tvåstegs gemensamma sändarmodstransistorförstärkaren där motstånd R används som en belastning och kondensatorn C används som ett kopplingselement mellan de två stegen i förstärkarkretsen.

Tvåstegs vanlig emitter RC-kopplad förstärkare

Kretsförklaring:

Vid ingång AC. signalen matas till basen på transistorn på 1^ststeg av RC-kopplad förstärkare, från funktionsgeneratorn, förstärks den sedan över utgången från första steget. Denna förstärkta spänning appliceras på basen av nästa steg i förstärkaren, genom kopplingskondensatorn Cout där den förstärks ytterligare och återkommer över utsignalen från det andra steget.

Således förstärker de på varandra följande stegen signalen och den totala förstärkningen höjs till önskad nivå. Mycket högre förstärkning kan erhållas genom att ansluta ett antal förstärkarsteg i följd.

Resistance-capacitance (RC) -koppling i förstärkare används mest för att ansluta utgången från första steget till ingången (basen) på det andra steget och så vidare. Denna typ av koppling är mest populär eftersom den är billig och ger en konstant förstärkning över ett stort antal frekvenser.

Transistor som förstärkare

Medan du känner till olika kretsar för RC-kopplade förstärkare är det viktigt att veta om transistorer grunderna som förstärkare. De tre konfigurationerna av de bipolära transistorerna som vanligtvis används är gemensam bastransistor (CB), gemensam emittertransistor (CE) och gemensamma kollektortransistorer (CE). Andra än transistorer, operativa förstärkare kan också användas för förstärkning.

Gemensam sändare konfiguration används ofta i applikationen för ljudförstärkare eftersom common-emitter har en förstärkning som är positiv och också större än enhet. I denna konfiguration är sändaren ansluten till jord och har hög ingångsimpedans. Utgångsimpedansen blir medium. De flesta av dessa typer av transistorförstärkartillämpningar används ofta i RF-kommunikation och optisk fiberkommunikation (OFC).

Den gemensamma baskonfigurationen har en vinst som är mindre än enhet. I denna konfiguration är samlaren ansluten till marken. Vi har låg utgångsimpedans och hög ingångsimpedans i den gemensamma baskonfigurationen.

Gemensam samlare konfiguration är också känd som emitterföljare eftersom ingången som appliceras på den gemensamma sändaren visas över den gemensamma samlarens utgång. I denna konfiguration är samlaren ansluten till marken. Den har låg utgångsimpedans och hög ingångsimpedans. Det har en vinst som är nästan lika med enhet.

Grundläggande parametrar för en transistorförstärkare

Vi måste överväga följande specifikationer innan vi väljer förstärkaren. En bra förstärkare måste ha alla följande specifikationer:

Den borde ha hög ingångsimpedans
Den borde ha hög stabilitet
Det måste ha hög linjäritet
Det bör ha hög förstärkning och bandbredd
Det måste ha hög effektivitet

Bandbredd:

Frekvensområdet som en förstärkarkrets kan förstärka ordentligt är känd som bandbredden för den specifika förstärkaren. Kurvan nedan representerar frekvenssvar av enstegs RC-kopplad förstärkare.

R C Kopplat frekvenssvar

Kurvan som representerar förstärkningsvariationen hos en förstärkare med frekvens kallas frekvensresponskurvan. Bandbredden mäts mellan den nedre halvan och den övre halvan. P1-punkten är nedre halvaeffekten respektive P2 är den övre halva effekten. En bra ljudförstärkare måste ha en bandbredd från 20 Hz till 20 kHz eftersom det är frekvensområdet som hörs.

Få:

Förstärkarens förstärkning definieras som förhållandet mellan uteffekt och ingångseffekt. Förstärkning kan uttryckas antingen i decibel (dB) eller i siffror. Förstärkningen representerar hur mycket en förstärkare kan förstärka en signal som ges till den.

Nedanstående ekvation representerar en förstärkning i antal:

G = Pout / Pin

Där Pout är en förstärkares uteffekt

Stiftet är ingångseffekten för en förstärkare

Ekvationen nedan representerar en förstärkning i decibel (DB):

Förstärkning i DB = 10log (Pout / Pin)

Förstärkning kan också uttryckas i spänning och ström. Förstärkningen i spänning är förhållandet mellan utspänningen och ingångsspänningen och förstärkning i ström är förhållandet mellan utström och ingångsström. Ekvationen för förstärkning i spänning och ström visas nedan

Förstärkning i spänning = utspänning / ingångsspänning

Förstärkning i ström = utgångsström / ingångsström

Hög ingångsimpedans:

“hur fungerar en esc ”

Ingångsimpedans är den impedans som erbjuds av en förstärkarkrets när den är ansluten till spänningskällan. Transistorförstärkaren måste ha hög ingångsimpedans för att förhindra att den laddar ingångsspänningskällan. Så det är anledningen till att ha hög impedans i förstärkaren.

Ljud:

Buller avser oönskade fluktuationer eller frekvenser som finns i en signal. Det kan bero på interaktionen mellan två eller flera signaler som finns i ett system, komponentfel, konstruktionsfel, extern störning eller kanske på grund av vissa komponenter som används i förstärkarkretsen.

Linjäritet:

En förstärkare sägs vara linjär om det finns något linjärt förhållande mellan ingångseffekten och uteffekten. Linjäritet representerar förstärkningens planhet. Praktiskt taget är det inte möjligt att få 100% linjäritet eftersom förstärkarna använder aktiva enheter som BJT, JFET eller MOSFET, som tenderar att förlora förstärkning vid höga frekvenser på grund av inre parasitkapacitans. Utöver detta sätter de ingående likströmskopplingskondensatorerna en lägre avstängningsfrekvens.

Effektivitet:

Effektiviteten hos en förstärkare representerar hur en förstärkare kan använda strömförsörjningen effektivt. Och mäter också hur mycket ström från strömförsörjningen som omvandlas lönsamt vid utgången.

Effektivitet uttrycks vanligtvis i procent och ekvationen för effektivitet ges som (Pout / Ps) x 100. Där Pout är effekt och Ps är den effekt som dras från strömförsörjningen.

En transistorförstärkare i klass A har 25% effektivitet och ger utmärkt signalåtergivning men effektiviteten är mycket låg. Klass C-förstärkaren har effektivitet upp till 90%, men signalåtergivningen är dålig. Klass AB står mellan klass A och klass C förstärkare så det används ofta i ljudförstärkare applikationer. Denna förstärkare har en verkningsgrad på upp till 55%.

Svänghastighet:

Förstärkarens svänghastighet är den maximala hastigheten för utgångsändring per tidsenhet. Det representerar hur snabbt utgången från en förstärkare kan ändras som svar på förändring av ingången.

Stabilitet:

Stabilitet är kapaciteten hos en förstärkare att motstå svängningar. Vanligtvis uppstår stabilitetsproblem under högfrekventa operationer, nära 20 kHz vid ljudförstärkare. Svängningarna kan ha hög eller låg amplitud.

Jag hoppas att detta grundläggande men ändå viktiga ämne elektroniska projekt har täckts med riklig information. Här är en enkel fråga för dig - För vilket syfte används en vanlig samlarkonfiguration och varför?

Ge dina svar i kommentarfältet nedan.